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JP2003274658A - Dc−dcコンバータ - Google Patents

Dc−dcコンバータ

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Publication number
JP2003274658A
JP2003274658A JP2002074526A JP2002074526A JP2003274658A JP 2003274658 A JP2003274658 A JP 2003274658A JP 2002074526 A JP2002074526 A JP 2002074526A JP 2002074526 A JP2002074526 A JP 2002074526A JP 2003274658 A JP2003274658 A JP 2003274658A
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JP
Japan
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output
reverse current
converter
voltage
input
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Application number
JP2002074526A
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English (en)
Other versions
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Inventor
Atsuhiro Hida
篤博 飛田
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Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 より容易な構成で、逆電流を抑制して出力電
圧を上昇させる制御を行うことができる新規なDC−D
Cコンバータを提供する。 【解決手段】 フォワード型DC−DCコンバータにお
いて、二次側に電圧検出部6を有し、この電圧検出部6
に誤差アンプ7を設け、この誤差アンプ7の出力を逆電
流検知用比較器8の入力に接続し、この逆電流検知用比
較器8の出力を逆電流抑制手段9の出力に接続し、この
逆電流抑制手段9の入力を前記誤差アンプ7の入力に接
続し、この逆電流検知用比較器8の出力を逆電流抑制手
段9の出力に接続し、この逆電流抑制手段9の入力を前
記誤差アンプ7の入力に接続し、一次側のピーク電流を
検出してスイッチングのオン期間を決めるピーク電流モ
ード制御を行い、誤差アンプ7の出力レベルを基準電圧
と比較し、ある一定レベル以下になったとき出力電圧を
上昇させることで逆電流を抑制させることを特徴とする
DC−DCコンバータ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一次−二次間が絶
縁されたトランスを備え、一次回路に主スイッチを設
け、スイッチング電源装置等に組み込まれるフォワード
型DC−DCコンバータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の逆電流を抑制させる回路を備えた
フォワード型DC−DCコンバータとして、特開200
0−159545公報に開示してあるDC−DCコンバ
ータがある。これを図3に示す。
【0003】図3に示すDC−DCコンバータは、一次
−二次間が絶縁されたトランス3を備え、主スイッチ4
を設けてあり、この主スイッチ4のオン・オフ動作によ
りトランス3の一次巻線N1のエネルギーを二次巻線N
2に出力する一次回路1と、トランス3の二次巻線N2
から出力される電圧を整流平滑して直流の電圧を出力す
る二次回路2と、トランス3に設けた補助巻線N3から
出力される電圧を整流平滑し、二次回路2から出力され
る電圧の検出電圧として出力する電圧検出部6とを設け
てある。
【0004】このDC−DCコンバータは誤差アンプ7
を設けてあり、この誤差アンプ7の負の入力に検出電圧
を入力し、正の入力に基準電圧検出電圧を入力するよう
にしてある。また、このDC−DCコンバータはコンパ
レータ13を設けてあり、このコンパレータ13の負の
入力に三角波を入力し、正の入力に誤差アンプ7の出力
を入力するようにしてある。また、コンパレータ13の
出力は主スイッチ4のゲートに接続し、主スイッチ4に
パルスを発生するようにしてある。
【0005】このDC−DCコンバータは、出力側から
入力側へ向かい逆電流を検知する逆電流検知手段と、逆
電流が検知されたときに主スイッチ4のスイッチング動
作を入出力変換比の増加方向に制御して逆電流の通電量
を抑制する逆電流抑制手段9とを設けてある。
【0006】この逆電流抑制手段9はダイオードで構成
してあり、アノードを電圧検出部6に接続し、カソード
を逆電流検知手段に接続してある。逆電流検知手段は一
次側の電流を検知する電流検知部10と逆電流検知用比
較器8を備えてある。電流検知部10は主電源と主スイ
ッチ4との間に電流検出抵抗を設け、この抵抗と並列
に、コンデンサと抵抗との直列回路を接続して構成して
ある。また、逆電流検知用比較器8はコンパレータと基
準電圧源を備え、コンパレータの正の入力に電流検知部
10を接続し、同じく負の入力に基準電圧源を接続し、
同じく出力に逆電流抑制手段9であるダイオードのカソ
ードを接続してある。
【0007】逆電流通電時における逆電流検知用比較器
8の非反転入力端子への入力電圧の低下を利用し、逆電
流通電時には逆電流検知用比較器8の出力側の電圧を低
下させて、逆電流抑制手段9がオンするように設定され
ており、逆電流通電時には、逆電流検知用比較器8の動
作によって逆電流抑制手段9がオン状態となって、電圧
検出部6の接続部から誤差アンプ7に向かう電流の一部
が接続部から逆電流抑制手段9側に分留し、出力電圧が
増加する。
【0008】逆電流が生じているときには、入出力変換
比を増加させる構成であるため、逆電流の通電量を抑制
することができ、大きな逆電流通電に起因した様々な問
題を防止することができる。しかし、このDC−DCコ
ンバータは逆電流を検知するために、一次側の電流を検
知する電流検知部10を必要とするため、回路構成が複
雑になるという課題がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題に
鑑みてなされたものであり、より容易な構成で、逆電流
を抑制して出力電圧を上昇させる制御を行うことができ
る新規なDC−DCコンバータを提供する。
【0010】
【課題を解決しようとする手段】上記目的を達成するた
めになされた発明は、ピーク電流を検出してスイッチン
グのオン期間を制御することで、定電圧制御を行うピー
ク電流モード制御を使用しているコンバータでは、電圧
誤差アンプの出力レベルが一次側電流のピーク値にする
ため、通常の制御回路に新たに電流検知手段を設けるこ
となく、制御回路内の誤差アンプレベルを監視すること
で逆電流を検知することを可能にした。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明に
係るDC−DCコンバータの実施例を説明する。図1は
本発明の実施例の回路図であって、1は一次回路、2は
二次回路、3はトランス、4は主スイッチ、5は補助回
路、6は電圧検出部、7は誤差アンプ、8は逆電流検知
用比較器、9は逆電流抑制手段、11は主電源、12は
コンデンサ、13はコンパレータ、14は出力ライン、
15は発振器である。
【0012】図1に示す実施例に係るスイッチング電源
は、一次−二次間が絶縁されたトランス3を備え、一次
側に主スイッチ4を設けてあり、この主スイッチ4のオ
ン・オフ動作によりトランス3の一次巻線N1のエネル
ギーを二次巻線N2に出力する一次回路1と、前記トラ
ンス3の二次巻線N2から出力される電圧を整流平滑し
て直流の電圧を出力する二次回路2と、トランス3に設
けた補助巻線N3から出力される電圧を整流平滑する補
助回路5を介して、前記二次回路2から出力される電圧
の検出電圧として出力する電圧検出部6とを設けてある
【0013】このDC−DCコンバータは誤差アンプ7
を設けてあり、この誤差アンプ7の負の入力に検出電圧
を入力し、同じく正の入力に基準電圧を入力するように
してある。また、このDC−DCコンバータはコンパレ
ータ13を設けてあり、このコンパレータ13の負の入
力を主スイッチ4のソースに接続し、同じく正の入力に
誤差アンプ7の出力を入力するようにしてある。また、
コンパレータ13の出力は出力ライン14のリセット入
力に接続し、この出力ライン14のセット入力に発振器
15を接続してある。この出力ライン14の出力を主ス
イッチ4のゲートに接続してある。
【0014】このDC−DCコンバータは、出力側から
入力側へ向かい逆電流を検知する逆電流検知手段と、逆
電流が検知されたときに主スイッチ4のスイッチング動
作を入出力変換比の増加方向に制御して逆電流の通電量
を抑制する逆電流抑制手段9とを設けてある。
【0015】この逆電流抑制手段9はダイオードで構成
してあり、アノードを電圧検出部6に接続し、カソード
を逆電流検知手段に接続してある。逆電流検知手段はコ
ンパレータと基準電圧源とからなる逆電流検知用比較器
8で構成してあり、逆電流検知用比較器8のコンパレー
タの正の入力に誤差アンプ7の出力を入力するようにし
てあり、同じく負の入力に基準電圧源を接続し、同じく
出力に逆電流抑制手段9であるダイオードのカソードを
接続してある。
【0016】以上のように構成してあるDC−DCコン
バータにおいて、以下のように作用する。先ず、発振器
15がオンすると、出力ライン14のセット入力に信号
が出力され、これと同時に主スイッチ4がオンする。主
スイッチ4がオンすることにより、トランス3を介して
二次回路2に電流が流れる。
【0017】主スイッチ4がオンし続けると、一次回路
1に流れる電流はある一定の傾きで増加する。誤差アン
プ7は、負荷電流が増加すると出力電圧を一定に保つ為
に誤差アンプ出力レベルも増加する方向に制御される。
従って負荷電流が大きいほど誤差アンプ出力レベルは上
昇する。
【0018】このように、本実施例に係るDC−DCコ
ンバータは、ピーク電流を検出してスイッチングのオン
期間を制御することで定電圧の制御を行うピーク電流モ
ード制御を使用しているコンバータであり、このピーク
電流モード制御により、誤差アンプ7の出力レベルは一
次側の電流のピークレベルに制御されており、電流レベ
ルに比例する。従って、この誤差アンプ7の出力がある
一定値以下になったときに、逆電流が流れ始めたと認識
し、電圧検出部6のレベルを制御して出力電圧を上昇さ
せる動作を行う。
【0019】出力電圧が上昇すると、二次側からの流入
電流が抑制されるため、逆電流はある一定以上は流れな
くなり、逆電流が原因による素子の破壊を防ぐことがで
きる。
【0020】図2に示す実施例に係るスイッチング電源
は、一次−二次間が絶縁されたトランス3を備え、一次
側に主スイッチ4を設けてあり、この主スイッチ4のオ
ン・オフ動作によりトランス3の一次巻線N1のエネル
ギーを二次巻線N2に出力する一次回路1と、前記トラ
ンス3の二次巻線N2から出力される電圧を整流平滑し
て直流の電圧を出力する二次回路2を設けてあり、二次
回路2から出力される電圧の検出電圧として出力する電
圧検出部6を二次回路2の出力側に設けてある。即ち、
図1のDC−DCコンバータは間接制御方式であるが、
こちらは直接制御方式である。
【0021】なお、この実施例のその他の構成は図1図
示実施例とほぼ同様であり、作用もほぼ同様である。本
発明は制御方式が間接か直接かにより左右されず、逆電
流はある一定以上は流れなくなり、逆電流が原因による
素子の破壊を防ぐことができる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、ピーク電流を検出して
スイッチングのオン期間を制御することで、定電圧制御
を行うピーク電流モード制御を使用しているコンバータ
では、電圧誤差アンプの出力レベルが一次側電流のピー
ク値にするため、通常の制御回路に新たに電流検知手段
を設けることなく、制御回路内の誤差アンプレベルを監
視することで逆電流を検知することができる効果があ
る。
【0023】また、本発明は、誤差アンプの出力を逆電
流検知用比較器の入力に接続し、この逆電流検知用比較
器の出力を逆電流抑制手段の出力に接続し、この逆電流
抑制手段の入力を前記誤差アンプの入力に接続した構成
により、補助回路を用いない直接制御方式のDC−DC
コンバータであっても、補助回路を用いる間接制御方式
のDC−DCコンバータと同様に前記効果を得ることが
でき、逆電流はある一定以上は流れなくなり、逆電流が
原因による素子の破壊を防ぐことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る一実施例を示すブロック図であ
る。
【図2】 図1とは別の実施例を示すブロック図であ
る。
【図3】 従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 一次回路 2 二次回路 3 トランス 4 主スイッチ 5 補助回路 6 電圧検出部 7 誤差アンプ 8 逆電流検知用比較器 9 逆電流抑制手段 11 主電源 12 コンデンサ 13 コンパレータ 14 出力ライン 15 発振器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一次−二次間が絶縁されたトランスを備
    え、一次回路に主スイッチを設けたフォワード型DC−
    DCコンバータにおいて、前記一次回路のピーク電流を
    検出してスイッチングのオン期間を決めるピーク電流モ
    ード制御を行い、出力電圧レベルを検出する電圧検出部
    を有し、この電圧検出部に誤差アンプを設け、この誤差
    アンプの出力を逆電流検知用比較器の入力に接続し、こ
    の逆電流検知用比較器の出力を逆電流抑制手段の出力に
    接続し、この逆電流抑制手段の入力を前記誤差アンプの
    入力に接続してあることを特徴とするDC−DCコンバ
    ータ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のDC−DCコンバータに
    おいて、前記トランスに補助巻線を設け、この補助巻線
    に検出回路を接続してあることを特徴とするDC−DC
    コンバータ。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載のDC−DCコンバ
    ータにおいて、前記逆電流検知用比較器はコンパレータ
    と基準電圧源とを備え、このコンパレータの一方の入力
    を前記誤差アンプの出力に接続し、同じく他方の入力を
    前記基準電圧源に接続し、同じく出力を前記電圧抑制手
    段に接続してあることを特徴とするDC−DCコンバー
    タ。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載のDC
    −DCコンバータにおいて、前記逆電流抑制手段をダイ
    オードで構成し、このダイオードのアノードを前記電圧
    検出部に接続し、同じくカソードを前記逆電流検知用比
    較器に接続してあることを特徴とするDC−DCコンバ
    ータ。
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JP2013150456A (ja) * 2012-01-19 2013-08-01 Rohm Co Ltd Dc/dcコンバータおよびその制御回路、それを用いた電源装置、電源アダプタおよび電子機器
JP2021182795A (ja) * 2020-05-18 2021-11-25 株式会社デンソー 電力変換装置

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